CN218870878U - 一种机载消杀系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于公共场所用消杀设备技术领域，其目的在于提供一种机载消杀系统。其中的机载消杀系统包括无人机和搭载在无人机上的消杀模块、主控模块、图像采集模块、飞行控制模块和无线通讯模块；消杀模块采用高能脉冲紫外灯；其中，主控模块通过无线通讯模块与用户终端远程通信，主控模块通过无线通讯模块接收用户终端发送的飞行控制信号，并基于飞行控制信号控制飞行控制模块动作及消杀模块动作；图像采集模块用于采集环境图像数据，并将环境图像数据依次通过主控模块和无线通讯模块发送至用户终端。本实用新型可高效、快速地对公共场所的指定区域进行消杀，同时可实现消杀过程的可视化，便于用户对消杀过程实时进行控制。

Description

一种机载消杀系统

技术领域

本实用新型属于公共场所用消杀设备技术领域，具体涉及一种机载消杀系统。

背景技术

紫外线消杀是公共场所较为常见的一种消杀方法，利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA或RNA的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，从而达到杀菌消毒的效果。

传统的公共场所以及医院和办公场所的消杀，通常通过人工使用消毒液进行消杀的方式，或采用传统的固定紫外灯进行消杀的方式。但是，在使用现有技术过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

消毒液消杀容易造成二次污染，在疫情较为严重时由人工喷洒消毒液的方式对人体的危害较大。同时，人工操作受人工自身的影响，导致人工操作容易忽略死角，使得消杀不彻底，且人工消杀成本较高。此外，固定紫外灯消杀的效率较低，且同样存在消杀不彻底的问题。

因此，有必要研究一种可保证人体安全，同时覆盖范围广，操作灵活，消杀效率高的机载消杀系统。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题，本实用新型提供了一种机载消杀系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，提供了一种机载消杀系统，包括无人机和搭载在所述无人机上的消杀模块，所述无人机上还设置有主控模块、图像采集模块、飞行控制模块和无线通讯模块，所述消杀模块、图像采集模块、飞行控制模块和无线通讯模块均与所述主控模块电连接；所述消杀模块采用高能脉冲紫外灯；其中，

所述主控模块通过所述无线通讯模块与用户终端远程通信，所述主控模块通过无线通讯模块接收所述用户终端发送的飞行控制信号，并基于所述飞行控制信号控制所述飞行控制模块动作；

所述图像采集模块用于采集环境图像数据，并将所述环境图像数据依次通过所述主控模块和所述无线通讯模块发送至所述用户终端；

所述主控模块还通过无线通讯模块接收所述用户终端发送的消杀驱动信号，并基于所述消杀驱动信号控制所述消杀模块动作。

本实用新型可高效、快速地对公共场所的指定区域进行消杀，同时可实现消杀过程的可视化，便于用户对消杀过程实时进行控制。具体地，本实用新型在实施过程中，机载消杀系统通过无人机搭载高效脉冲紫外灯，可便于用户远程控制无人机至指定消杀区域，并启动高效脉冲紫外灯进行消杀作业，消杀效果好；此外，本实用新型中，用户终端与无人机无线通讯连接，用户可基于用户终端远程获取无人机飞行过程中通过图像采集模块采集的环境图像数据，实现实时控制无人机的飞行状态，并实时进行消杀监测，可实现用户对消杀控制的可视化操作，利于提高消杀效率。

在一个可能的设计中，所述无人机包括无人机本体、飞行组件和支撑组件；所述飞行组件包括与无人机本体连接的机翼连接杆、设置在机翼连接杆远离所述无人机本体一端的机翼支撑架以及设置在机翼支撑架顶部的机翼，所述机翼受所述飞行控制模块驱动；所述支撑组件包括设置在无人机本体底部的支撑架以及设置在所述支撑架远离所述无人机本体一端的防滑柱。

在一个可能的设计中，所述无人机上还设置有静电屏蔽罩和防护网，所述静电屏蔽罩通过支架与所述无人机连接，所述消杀模块横向设置在所述静电屏蔽罩内，所述防护网横向设置在所述静电屏蔽罩的底部。

在一个可能的设计中，所述无人机上还设置有状态监测模块，所述状态监测模块与所述主控模块电连接，用于采集无人机状态信息并将其发送至主控模块。

在一个可能的设计中，所述状态监测模块包括陀螺仪、加速度计、气压传感器、GPS模块和数字落盘，所述陀螺仪、加速度计、气压传感器、GPS模块和数字落盘均与所述主控模块电连接。

在一个可能的设计中，所述无人机上还设置有超声波传感器，所述超声波传感器与所述主控模块电连接。

在一个可能的设计中，所述图像采集模块采用红外摄像头。

在一个可能的设计中，所述飞行控制模块包括飞行驱动模块和开关驱动模块，所述主控模块通过隔离模块与所述飞行驱动模块电连接。

在一个可能的设计中，所述无线通讯模块采用WiFi收发模块、蓝牙收发模块或GPRS收发模块。

在一个可能的设计中，所述主控模块采用STM32F103RET6型单片机及其外围电路。

附图说明

图1是实施例中一种机载消杀系统的模块框图；

图2是实施例中一种主控模块、图像采集模块、消杀模块和电源模块的电路原理图；

图3是实施例中一种机载消杀系统的结构图；

图4是本实施例中隔离模块和飞行驱动模块的电路原理图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

实施例1：

发明人在生产工作过程中发现，高能脉冲紫外技术是以高能紫外氙灯的高辐照强度、高消杀效率、快速消杀能力为主要技术特点的一种高效环保节能的消杀技术。与传统的化学消杀技术相比，该技术可以解决快速消杀需求，在3-5分钟内即可杀灭细菌病毒，在目前所有的环境消毒方式中消毒时间最短。该技术解决了由于消毒剂残留对人的健康影响和医疗用品的腐蚀问题，同时还可以杀灭空气中的浮游菌，满足高频率消毒需求。此外，高压惰性气体放电脉冲紫外灯具有强度超高的特点，在工作期间辐照强度是普通紫外线灯的数百倍以上，同时辐射多个有效紫外波段，具备广谱杀菌的作用，达到瞬间杀灭各种微生物的效果，且高能脉冲紫外灯在不同波段均有很强的杀灭作用，因此在不同情况下均能很好的适应，可以很好的消解污染物。同时，脉冲紫外氙灯的激发时间为数百微秒，相比普通连续低压汞灯长达数十秒钟的激发时间，可以达到即开即用，不需要预热的效果，有利于在需要快速响应的场合应用。因而，紫外杀菌技术是目前较为先进的冷杀菌技术，能够处理对温度敏感的物体，技术本身不引入化学有害物质，无任何环境污染。

无人机技术又称为无人机航测遥感技术，无人机是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控的不载人无人机，其结构简单、使用成本低，并且能够进入常规大型设备无法进入的场所进行工作，同时无人机可以通过搭载自动巡航系统自主工作，降低人力成本并提高工作效率。

基于此，本实施例第一方面提供了一种机载消杀系统，如图1至3所示，包括无人机和搭载在所述无人机上的消杀模块，所述无人机上还设置有主控模块、图像采集模块、飞行控制模块和无线通讯模块，所述消杀模块、图像采集模块、飞行控制模块和无线通讯模块均与所述主控模块电连接；所述消杀模块采用高能脉冲紫外灯；其中，

所述主控模块通过所述无线通讯模块与用户终端远程通信，所述主控模块通过无线通讯模块接收所述用户终端发送的飞行控制信号，并基于所述飞行控制信号控制所述飞行控制模块动作，以便于所述无人机在消杀区域内运行；

所述图像采集模块用于采集环境图像数据，并将所述环境图像数据依次通过所述主控模块和所述无线通讯模块发送至所述用户终端；需要说明的是，本实施例中，主控模块可将所述环境图像数据转换为模拟信号，然后将该模拟信号通过无线通讯模块发送至用户终端；

所述主控模块还通过无线通讯模块接收所述用户终端发送的消杀驱动信号，并基于所述消杀驱动信号控制所述消杀模块动作。

图2是实施例中示例的主控模块、图像采集模块、消杀模块和电源模块的电路原理图，其中，主控模块中的单片机采用STM32F103T8U6TR型单片机，通过单片机可控制消杀模块的运行状态，图像采集模块中的红外型机载摄像头可通过数模转换器将图像信号转化为数字信号，并将数字信号通过继电器K1传递至单片机，单片机收集信号以进一步控制飞行控制模块等模块运行。

需要说明的是，高能脉冲紫外灯是采用先进的新型高强度紫外光源，光源强度是传统UV汞灯及UV-LED等普通紫外光源的数万倍，其在运行过程中，光能量可以在极短的时间内击穿病毒、细菌、真菌等致病微生物。高能脉冲紫外灯的石英玻璃灯管中封装高压氙气，在两端施加瞬间高电压(达到数千伏，持续数百微秒)，可使灯管中的气体瞬间击穿，形成强烈的电离辐射发光，产生强烈的紫外辐射。无人机搭载高能脉冲紫外灯后，可以在短时间内进行大面积的消杀作业，无人机即使停留时间较短，也可以达到较好的消杀效果。

本实施例可高效、快速地对公共场所的指定区域进行消杀，同时可实现消杀过程的可视化，便于用户对消杀过程实时进行控制。具体地，本实施例在实施过程中，机载消杀系统通过无人机搭载高效脉冲紫外灯，可便于用户远程控制无人机至指定消杀区域，并启动高效脉冲紫外灯进行消杀作业，消杀效果好；此外，本实施例中，用户终端与无人机无线通讯连接，用户可基于用户终端远程获取无人机飞行过程中通过图像采集模块采集的环境图像数据，实现实时控制无人机的飞行状态，并实时进行消杀监测，可实现用户对消杀控制的可视化操作，利于提高消杀效率。

本实施例中，所述无人机包括无人机本体1、飞行组件和支撑组件；所述飞行组件包括与无人机本体1连接的机翼连接杆2、设置在机翼连接杆2远离所述无人机本体1一端的机翼支撑架4以及设置在机翼支撑架4顶部的机翼3，所述机翼3受所述飞行控制模块驱动；所述支撑组件包括设置在无人机本体1底部的支撑架4以及设置在所述支撑架4远离所述无人机本体1一端的防滑柱5。需要说明的是，机翼连接杆2用于实现无人机本体1与机翼之间的连接，本实施例中，机翼连接杆2和机翼可配合设置多组，以实现无人机的运行；支撑组件用于在无人机降落等场景下实现对无人机本体1的保护作用，其中防滑柱5可进一步避免无人机本体1的滑动，利于增强无人机降落时整体的稳定性。

本实施例中，所述无人机上还设置有静电屏蔽罩6和防护网7，所述静电屏蔽罩6通过支架与所述无人机连接，所述消杀模块横向设置在所述静电屏蔽罩6内，所述防护网7横向设置在所述静电屏蔽罩6的底部。需要说明的是，静电屏蔽罩6和防护网7可防止消杀模块受外部物理条件干扰，避免消杀模块受损等。

本实施例中，所述无人机上还设置有状态监测模块，所述状态监测模块与所述主控模块电连接，用于采集无人机状态信息并将其发送至主控模块。需要说明的是，状态监测模块用于获取无人机运行过程中的状态信息，并将状态信息发送至主控模块，以便于主控模块将该状态信息发送至用户终端，进而便于用户终端驱动无人机运行，或主控模块基于无人机状态信息自行驱动无人机运行，此处不予限制。

本实施例中，所述状态监测模块包括陀螺仪、加速度计、气压传感器、GPS模块和数字落盘，所述陀螺仪、加速度计、气压传感器、GPS模块和数字落盘均与所述主控模块电连接。需要说明的是，本实施例中，陀螺仪可以但不仅限于采用CS-2TAS-04型陀螺仪，以测量无人机在运动状态下相对于水平面的倾斜度，并将倾斜度发送至主控模块；加速度计可以但不仅限于采用ADXL350型加速度计，以测量无人机运行过程中的运动的线加速度，并将线加速度发送至主控模块；气压传感器可以但不仅限于采用MS5607型气压传感器，以测量无人机所在的大气压值，并将大气压值发送至主控模块，以便主控模块根据大气压值计算得到无人机的绝对海拔高度；GPS模块可以但不仅限于采用SKG12D型GPS模块，以测量无人机所在的经纬度、海拔高度和地速信息等信息，并将上述信息发送至主控模块；数字落盘可以但不仅限于采用DFEC900型数字罗盘，以获取无人机的方位角、俯仰角和横滚角等，并将方位角、俯仰角和横滚角发送至主控模块。

本实施例中，所述无人机上还设置有超声波传感器，所述超声波传感器与所述主控模块电连接。需要说明的是，本实施例中，主控模块可基于超声波传感器实时采集的超声波信号，判断当前机载消杀系统面前是否有障碍物存在，如是，则主控模块可控制飞行控制模块停止动作，进而实现机载消杀系统的避障。

本实施例中，所述图像采集模块采用红外摄像头。需要说明的是，为保证无人机消杀作业正常进行，在进行消杀时保证场所内无人，并控制无人机按既定路线进行消杀作业。本实施例中，图像采集模块采用红外摄像头，可基于红外成像的方式，便于主控模块识别机载消杀系统所在位置附近的用户。

本实施例中，所述飞行控制模块包括飞行驱动模块和开关驱动模块，如图4所示，所述主控模块通过隔离模块与所述飞行驱动模块电连接。需要说明的是，本实施例中，隔离模块采用STM32F 103T8U6TR性单片机，隔离模块用以实现主控模块和所述飞行驱动模块的隔离，以避免主控模块受损等问题。

本实施例中，所述无线通讯模块采用WiFi收发模块、蓝牙收发模块或GPRS收发模块。需要说明的是，本实施例中，无线通讯模块用于主控模块与用户终端之间的无线通讯，以便实现近程或远程的数据交互，进一步满足应用需求，其可以但不限于为WiFi收发模块、蓝牙收发模块及GPRS收发模块的任意一种或它们的任意组合，其中，WiFi收发模块还可用于WiFi定位，便于实时了解机载消杀系统的位置。

本实施例中，所述主控模块采用STM32F103RET6型单片机及其外围电路。需要说明的是，STM32F103RET6型单片机是一块32位高密度性能微控制单元，其可提供三个12位ADC和4个通用16位定时器以及两个PMW定时器，以及多达三个SPI接口、一个SDIO接口、五个USART接口、一个USB接口和一个CAN接口。它集成了以72MHz频率运行的高性能ARMCortex-M032位RISC内核、高速嵌入式存储器以及连接到两条APB总线的各种增强型I/O和外设，计算能力较强，可以进行一些复杂的计算和控制。

本实施例中，机载消杀系统还应当配置有数据存储模块和电源模块，数据存储模块与主控模块电连接，其可以但不限于包括用于存储计算机软件程序的TF卡和用于存储各种虚拟参数等数字信息的采用型号为AT24C的EEPROM(Electrically ErasableProgrammable read only memory，带电可擦可编程只读存储器)；电源用于为主控模块、图像采集模块、飞行控制模块和无线通讯模块中的各个元器件提供电能支持。

实施例2：

本实施例第二方面提供了实施例1中机载消杀系统的工作方法，可以但不限于由具有一定计算资源的计算机设备或虚拟机执行，例如由个人计算机、智能手机、个人数字助理或可穿戴设备等电子设备执行，或者由虚拟机执行，本实施例中，机载消杀系统的工作方法基于所述主控模块执行。

本实施例中，一种机载消杀系统的工作方法，包括手动消杀工作方法，所述手动消杀工作方法包括：

接收所述用户终端发送的飞行控制信号，并基于所述飞行控制信号驱动所述飞行控制模块动作，以便于所述无人机运行；

接收所述图像采集模块发送的环境图像数据，并将所述环境图像数据通过所述无线通讯模块发送至所述用户终端；

接收所述用户终端发送的消杀驱动信号，并基于所述消杀驱动信号控制所述消杀模块动作。

本实施例中，所述工作方法还包括自动消杀工作方法，所述自动消杀工作方法包括：

驱动所述飞行控制模块在待消杀区域运行，接收所述图像采集模块发送的环境图像数据，并根据所述环境图像数据得到消杀地图数据；

对所述消杀地图数据进行区域划分，得到多个消杀区域轮廓数据；

计算多个消杀区域轮廓数据对应的面积，然后根据该面积得到消杀时间；

获取多个消杀区域轮廓数据在所述消杀地图数据中的位置信息；

根据多个消杀区域轮廓数据的消杀时间以及位置信息，得到最佳消杀路线信息；其中，当前机载消杀系统沿所述最佳消杀路线信息对所有消杀区域进行消杀的用时时长最短；

根据所述最佳消杀路线信息，控制所述飞行控制模块和所述消杀模块动作。

本实施例通过对无人机消杀路线进行规划，可使消杀做到无死角，达到彻底消杀的目的，同时尽可能在最短时间内达到好的消毒效果。

本实施例中，所述手动消杀工作方法和自动消杀工作方法均包括：

控制所述消杀模块动作时，实时接收所述图像采集模块发送的环境图像数据；

判断所述环境图像数据中是否包括生物成像数据，如是，则控制所述消杀模块停止运行。具体地，本实施例中，主控模块可通过视觉成像检测的方式，判断环境图像数据中是否包括生物成像数据，也可基于红外检测的方式，判断包括红外成像数据的环境图像数据中是否包括生物成像数据。本实施例中，图像采集模块采用红外摄像头，即主控模块通过红外检测的方式判断环境图像数据中是否包括生物成像数据，当检测到与人体温度相近的红外源时，则判定环境图像数据中包括生物成像数据，并自动停止消杀过程，以避免对人体造成不必要的伤害，消杀安全性得以提升。

另外，在消杀场所待消杀区域面积较大时，可通过多个无人机连用组成无人机组的方法进行联合消杀。具体地，本实施例在实施过程中，还可分配多个机载消杀系统，组成无人机群进行消杀，并为每个机载消杀系统分配不同的消杀区域，进而可提高消杀效率。

实施例3：

在实施例1或2的基础上，本实施例公开了一种电子设备，该设备可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑或者台式电脑等。电子设备可能被称为用于终端、便携式终端、台式终端等，如图3所示，电子设备包括：

存储器，用于存储计算机程序指令；以及，

处理器，用于执行所述计算机程序指令从而完成如实施例2中任一所述的机载消杀系统的工作方法的操作。

实施例4：

在实施例1至3任一项实施例的基础上，本实施例公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的计算机程序指令，所述计算机程序指令被配置为运行时执行如实施例1所述的机载消杀系统的工作方法的操作。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结合。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机载消杀系统，其特征在于：包括无人机和搭载在所述无人机上的消杀模块，所述无人机上还设置有主控模块、图像采集模块、飞行控制模块和无线通讯模块，所述消杀模块、图像采集模块、飞行控制模块和无线通讯模块均与所述主控模块电连接；所述消杀模块采用高能脉冲紫外灯；其中，

所述主控模块通过所述无线通讯模块与用户终端远程通信，所述主控模块通过无线通讯模块接收所述用户终端发送的飞行控制信号，并基于所述飞行控制信号控制所述飞行控制模块动作；

所述图像采集模块用于采集环境图像数据，并将所述环境图像数据依次通过所述主控模块和所述无线通讯模块发送至所述用户终端；

所述主控模块还通过无线通讯模块接收所述用户终端发送的消杀驱动信号，并基于所述消杀驱动信号控制所述消杀模块动作；

所述无人机包括无人机本体、飞行组件和支撑组件；所述飞行组件包括与无人机本体连接的机翼连接杆、设置在机翼连接杆远离所述无人机本体一端的机翼支撑架以及设置在机翼支撑架顶部的机翼，所述机翼受所述飞行控制模块驱动；所述支撑组件包括设置在无人机本体底部的支撑架以及设置在所述支撑架远离所述无人机本体一端的防滑柱。

2.根据权利要求1所述的一种机载消杀系统，其特征在于：所述无人机上还设置有静电屏蔽罩和防护网，所述静电屏蔽罩通过支架与所述无人机连接，所述消杀模块横向设置在所述静电屏蔽罩内，所述防护网横向设置在所述静电屏蔽罩的底部。

3.根据权利要求1所述的一种机载消杀系统，其特征在于：所述无人机上还设置有状态监测模块，所述状态监测模块与所述主控模块电连接，用于采集无人机状态信息并将其发送至主控模块。

4.根据权利要求3所述的一种机载消杀系统，其特征在于：所述状态监测模块包括陀螺仪、加速度计、气压传感器、GPS模块和数字落盘，所述陀螺仪、加速度计、气压传感器、GPS模块和数字落盘均与所述主控模块电连接。

5.根据权利要求1所述的一种机载消杀系统，其特征在于：所述无人机上还设置有超声波传感器，所述超声波传感器与所述主控模块电连接。

6.根据权利要求1所述的一种机载消杀系统，其特征在于：所述图像采集模块采用红外摄像头。

7.根据权利要求1所述的一种机载消杀系统，其特征在于：所述飞行控制模块包括飞行驱动模块和开关驱动模块，所述主控模块通过隔离模块与所述飞行驱动模块电连接。

8.根据权利要求1所述的一种机载消杀系统，其特征在于：所述无线通讯模块采用WiFi收发模块、蓝牙收发模块或GPRS收发模块。

9.根据权利要求1所述的一种机载消杀系统，其特征在于：所述主控模块采用STM32F103RET6型单片机及其外围电路。

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